가타파챠의 위해성을 이해하기 위해서는 먼저 가타파챠가 무엇인지 알아야 합니다.
치과에서는 가타파챠를 신경치료 후 치아내부의 빈 공간을 메꾸는 재료로 사용합니다.
가타파차는 isoprene이라는 화학물질의 중합체이며 여기에 여러가지를 첨가해 치과재료로 만듭니다.
가타파챠 그 자체로서의 독성은 미미하며 인체에 유해하지 않습니다.
문제는 이 가타파챠를 녹일때나 가열할 때 연기가 발생하는데 이 연기에 isoprene이 함유 되어 있다는 점입니다.
OECD 이소프렌의 위해성에 대해서 여러 실험결과등을 통해 보고하였습니다.
Gutta-percha
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Gutta-percha is a name for a set of trees, mostly of the genus Palaquium, noted for their latex, or the rigid natural latex produced from the sap of these trees, particularly from Palaquium gutta.
Palaquium gutta
During the second half of the 19th century, gutta-percha was used for a myriad of domestic and industrial purposes,[1] and it became a household word. In particular, it was needed as insulation for underwater telegraph cables, which led to unsustainable harvesting and a collapse of the supply.[2]
The word 'gutta-percha' comes from the plant's name in Malay, getah perca, which translates as "percha sap".
Contents
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Taxonomy[edit]
The trees are 5–30 m tall and up to 1 m in trunk diameter. The leaves are evergreen, alternate or spirally arranged, simple, entire, 8–25 cm long, glossy green above, and often yellow or glaucous below. The flowers are produced in small clusters along the stems, each flower with a white corolla with four to seven (mostly six) acute lobes. The fruit is an ovoid 3– to 7-cm berry, containing one to four seeds; in many species, the fruit is edible.
In Australia, gutta-percha is a common name specifically used for the tree Excoecaria parvifolia, which yields an aromatic, heavy, dark-brown timber. It is also called "northern birch". This particular species is not related to the Palaquium genus.
Gutta-percha tree
Chemistry[edit]
Chemically, gutta-percha is a polyterpene, a polymer of isoprene, or polyisoprene, specifically (trans-1,4-polyisoprene). The cis structure of polyisoprene is the common latex elastomer. While latex rubbers are amorphous in molecular structure, gutta-percha (the trans structure) crystallizes, leading to a more rigid material.
Chemical structure of gutta-percha
Uses[edit]
Electronics[edit]
Gutta-percha latex is biologically inert, resilient, and is a good electrical insulator with a high dielectric strength. The wood of many species is also valuable.
Western inventors discovered the properties of gutta-percha latex in 1842, although the local population in its Malayan habitat had used it for a variety of applications for centuries. Allowing this fluid to evaporate and coagulate in the sun produced a latex which could be made flexible again with hot water, but which did not become brittle, unlike rubber prior to the discovery of vulcanization.
By 1845, telegraph wires insulated with gutta-percha were being manufactured in the United Kingdom. It served as the insulating material for some of the earliest undersea telegraph cables, including the first transatlantic telegraph cable. Gutta-percha was particularly suitable for this purpose, as it was not attacked by marine plants or animals, a problem which had disabled previous undersea cables. The material was a major constituent of Chatterton's compound used as an insulating sealant for telegraph and other electrical cables. Polyethylene's superior insulative property has displaced it.
Dentistry[edit]
The same bioinertness that made it suitable for marine cables also means it does not readily react within the human body. It is consequently used in a variety of surgical devices and for dental applications during root canal therapy. It is the predominant material used to 'obturate', or fill the empty space inside the root of a tooth after it has undergone endodontic therapy. Its physical and chemical properties, including but not limited to its inertness and biocompatibility, melting point, ductility, and malleability, afford it an important role in the field of endodontics.
Other[edit]
In the mid-19th century, gutta-percha was also used to make furniture, notably by the Gutta-Percha Company (established in 1847). Several of these highly ornate, revival-style pieces were shown at the 1851 Great Exhibition in Hyde Park, London. Molded furniture forms, emulating carved wood, were attacked by proponents of the design reform movement, who advocated truth to materials. It was also used to make "mourning" jewelry, because it was dark in color and could be easily molded into beads or other shapes. Pistol hand grips and rifle shoulder pads were also made from gutta-percha, since it was hard and durable, though it fell into disuse when plastics such as Bakelite became available. Gutta-percha found use in canes and walking sticks, as well; in 1856, Representative Preston Brooks used a cane made of gutta-percha as a weapon in his infamous attack on Senator Charles Sumner.
The material was quickly adopted for numerous other applications. The "guttie" golf ball (which had a solid gutta-percha core) revolutionized the game. Gutta-percha remained an industrial staple well into the 20th century, when it was gradually replaced with superior (generally synthetic) materials, though a similar and cheaper natural material called balatá is often used in gutta-percha's place. The two materials are almost identical, and balatá is often called gutta-balatá.
Cultural references[edit]
Gutta-percha was featured in the pilot movie for the original 1968 Hawaii Five-O television series, "Cocoon". The primary antagonist, Wo Fat, used gutta-percha to seal the eyes, nose, and ears of victims during interrogations.
In an episode of The Wild Wild West, "The Night of the Kraken", gutta-percha was used to create a mechanical sea monster.
The Russian author Dmitry Grigorovich's 1883 story "The Gutta-Percha Boy" ("Guttaperchevyi mal'chik") is about a poor eight-year-old orphan, Petya, who becomes a circus performer. He is nicknamed the Gutta-Percha Boy because of his extraordinarily flexible joints, and plunges to his death during a performance in front of children from a well-to-do family. Two film versions have been made of the story in Russia (in 1915 and 1957), and the soubriquet "Gutta-Percha Boy," referring to someone who is unusually bendy, gained use in Russia well beyond the fame of the author.
In the novel Five Weeks in a Balloon by Jules Verne, the balloon is coated with gutta-percha.
그럼 isoprene이란 무엇일까요?
아래 글은 Isoprene의 위해성에 대한 OECD보고서를 환경부산하 국립환경과학연구원의 요약평가서입니다.
인체건강영향
1,3-부타디엔, 2-메틸-(이소프렌){1,3-Butadiene, 2-Methyl- (Isoprene)}은 mouse와 rat에서는 1.9
umol/kg/hr의 속도로, 인간에서는 0.15 μmol/kg/hr의 속도로 내생된다. Isoprene은 모노옥시게나
아제 (monooxygenases)에 의존적인 미생물 내 미립체인 사이토크롬 P-450에 의해 2개의 모노에
폭사이드 (monoepoxide) 대사산물, 즉, 3,4-epoxy- 3-methyl-1-butene (EPOX-1) 와
3,4-epoxy-2-methyl-1-butene (EPOX-2)로 대사된다. 이들 대사산물들은 가수분해되어, 글루타
치온과 결합하거나 이소프렌 다이에폭사이드 (2-methyl-1,2:3,4-diepoxybutane)로 산화된다. 사람,
rat, mouse의 간 마이크로솜에 모노에폭사이드의 고유 생성속도는 에폭사이드 가수분해효소가 억
제되었을 때는 대체로 비슷하지만, 배양 후의 mouse 간 마이크로솜의 모노에폭사이드 양은 rat와
사람의 간 마이크로솜보다 각각 2-15배 많을 수 있다. 이미 알려졌거나 가정된 동력학적 인자들
을 고려하여, mouse, rat, 사람에서 흡입된 Isoprene에 대한 생리학적인 독성동력학 모델이 개발
되었다. 이 모델을 기초로, 인간의 노출 조건 (50 ppm [140mg/m3]까지)에서, 대사속도는 mouse
가 약 14배, rat가 약 8배 더 빠르다. 에폭사이드 대사산물들이 Isoprene의 독성영향의 원인일 것
같다는 것은 mouse가 rat보다 Isoprene 독성에 더 민감한 이유를 설명할 수 있을 것이다.
Isoprene은 급성 독성을 나타낼 가능성이 낮다. Rat와 mouse에서 Isoprene의 경구 LD50은
2,043-2,210mg/kg의 범위 안에 있다. Rat의 4시간 LC50은 64,620ppm(180,037mg/㎥)이고 mouse의
2시간 LC50는 56,363ppm(157,033mg/㎥)이다. 인체에서, Isoprene 증기는 눈, 코, 목구멍을 자극하
며, 액상의 Isoprene은 눈과 피부를 자극한다. Mouse와 rat에서 수행된 13주 반복투여 실험 결과
는, 7,000ppm(19,503mg/㎥)의 고용량에서 수컷 mouse의 코 상피조직만이 퇴화한다는 것을 보여
주며, 이보다 낮은 농도에서는 일어나지 않았다. IARC는 Isoprene 고무 생산 작업자들에게서 상
기도 위축, 카타르성의 염증, 후각기관의 퇴화 등이 관찰되었다고 보고했다. 증상의 정도는 작업
시간과 비례한다.
반복투여실험은 Isoprene 민감성에 rat와 mouse간에 분명한 종간 차이점을 입증한다. 2주간의 반
복 흡입 실험에서, rat에 대한 NOAEL은 실험된 최고용량인 7,000ppm (19,503mg/㎥)이었다. 하지
만 같은 연구에서, mouse가 Isoprene에 노출되면 혈액학적 변수(헤마토크릿 감소, 헤모글로빈, 적
혈구), 체중 및 장기의 무게(간 무게 증가, 흉선․비장․고환 무게 감소)의 변화를 일으키며, 또한
438ppm (1,220mg/㎥)의 낮은 농도에서는 일부 조직(고환, 흉선, 간, 비강, 위상부)의 미세한 손상
을 일으킨다. 따라서 mouse의 LOAEL은 438 ppm이다. 마찬가지로 13주간 반복 흡입 실험에서,
rat의 NOAEL은 7,000 ppm (19,503 mg/㎥)이었다. 그러나 mouse는 700 ppm (1,950 mg/㎥)과 그
이상의 농도에서 비감응성의 거대적혈구성 빈혈을 암시하는 혈액학적 영향 및 조직병리학적 변
화(위상부, 후각기관의 상피조직, 간)가 관찰되었다. 13주 반복 투여 실험에서 mouse의 NOAEL
은 220ppm (613mg/㎥) 이었다. 시험관내 실험 및 생체내 실험에서 Isoprene의 돌연변이 유발 실
험을 하였으며, 시험관내 실험에서는 유전독성이 나타나지 않았지만, 흡입 노출될 때 생체내 실
험에서 mouse의 골수에 유전독성을 보이는 것이 확실했다.
Isoprene의 2년 흡입 암유발 실험이 B6C3F1 mouse와 F344 rat에서 수행되었다. Mouse에서 분명
한 Isoprene의 암유발의 증거가 있다. Isoprene은 mouse의 간, 폐, Haderian gland 및 위 상부에
악성종양을 증가시킬 뿐 아니라 혈관육종과 대식세포의 육종의 수를 증가시킨다. Rat에서는 악성
종양 발생이 유의적으로 증가하지 않았다. Isoprene의 노출은 수컷 rat의 고환과 신장, 암수 rat의
젖샘에서 양성종양 비율의 증가와 관련이 있다. 암컷 rat에서 극히 드문 뇌종양의 단일 발생이
관찰되었지만, 성질이 다른 세포의 형태인 점으로 보아 Isoprene의 노출과 직접적 연관이 있는지
판단하기는 어렵다. NTP는 mouse와 rat에서 수행한 암 유발 실험을 기초로, Isoprene을 인체에
암을 유발시킬 수 있는 물질로 분류했고, IARC는 2B(인체에 대해 암 유발 가능 물질)로 분류했
다.
Isoprene은 7,000 ppm의 고농도로 노출된 rat에서 모체독성 또는 발달독성을 유발하지 않았지만,
mouse에서는 모체독성과 발달독성의 증거가 있다. 최고 농도(7,000 ppm)에서 모체 mouse의 체
중 증가와 자궁의 무게가 모두 크게 감소했다. 암컷은 280 ppm에서, 수컷은 1400 ppm에서 차산
자 무게가 현저히 감소했다. 따라서 본 연구에서 모체독성 NOAEL은 1,400 ppm이었고, 발달독성
의 NOAEL은 실험된 최저농도 280ppm에서도 영향이 관찰되었기 때문 결정할 수 없었다.
Isoprene은 rat의 생식독성 종말점에서 어떤 유의한 영향도 일으키지 않았으나, 700 ppm (1,950
mg/㎥) 및 그 이상의 농도의 Isoprene에 노출된 수컷 mouse에서는 생식독성 종말점에서 유의한
영향이 관찰되었다. 이러한 영향은 부고환의 무게, 정자의 수․농도․운동성뿐만 아니라 고환의
위축을 포함한다. 7,000 ppm (19,503 mg/㎥)에 노출된 암컷 mouse에서, 평균 발정주기가 대조군
보다 현저하게 길어졌다. 따라서 본 연구에서, 수컷 mouse의 생식영향에 대한 NOAEL은 70 ppm
(195 mg/㎥)이고, 암컷 mouse의 NOAEL은 700 ppm (1,950 mg/㎥)이다.
위 보고에서 보았드시 가타파챠를 태울때 발생하는 연기(isoprene)에 장기간 노출 될 경우 위해성이 확실해 보입니다.
담배도 피우는데 그정도 가지고 뭘 이라고 할 수도 있지만 치료 받을때만 잠깐 노출되는 환자가 아니라 가타파챠를 가지고 평생 진료를 하는 의료진에게는 심각한 문제가 아닐까 생각합니다.
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